JP3359808B2 - 主軸移動型旋盤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークを保持した
主軸が移動する形式の旋盤に関し、特に、切削位置近傍
にワークを案内するガイドブッシュを備えた主軸移動型
旋盤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、主軸がワークを保持して主軸
中心線方向に移動し、一定の加工位置にある刃物により
そのワークに切削、穴開け等の加工を施す形式の旋盤
（通常、自動旋盤）が広く使用されている。この種の旋
盤では、細長いワークを高精度で加工するため、加工位
置近傍にガイドブッシュを配置し、このガイドブッシュ
で加工前のワーク（棒状材料）の外周を案内し、ワーク
のたわみを防止することで高精度の加工を可能としてい
る。ところが、この構成では、ガイドブッシュが加工前
のワークの外周を案内するように設定されているので、
一旦外周面を加工したワークをガイドブッシュで案内す
ることはできず、このため、ワークを前進させながらワ
ークの粗削り加工を行い、次いでこれを元の位置に後退
させ、再度前進させて仕上げ加工を行うというような２
段加工を行うことができないという問題があった。ま
た、ワークとしては、ガイドブッシュで案内できる程度
に表面加工を施した磨き材しか使用できず、安価な引抜
材を使用できない。ガイドブッシュとワークとの間には
微小ではあるが隙間があるため、材料加工時に材料がガ
イドブッシュの内面の一部に押し付けられた状態で加工
され、加工後の真円度が若干悪くなることがある。ガイ
ドブッシュがあるため、主軸先端とワーク加工位置との
間隔が大きく、このため加工のできない残材長が１５０
〜２００ｍｍと長くなる等の問題もあった。このため、
ガイドブッシュを使用しない加工を行うことが好ましい
場合もあり、ガイドブッシュを使用した加工と使用しな
い加工の双方を行うことが望まれる。

【０００３】そこで、本出願人は先に、ガイドブッシュ
を取り外し可能とし、そのガイドブッシュを取り外した
後にガイドスリーブを取り付け、一方、主軸台にはその
ガイドスリーブで案内されるように円筒スリーブを設け
ると共に主軸先端に該円筒スリーブで案内されるアダプ
タを取り付け、そのアダプタにコレットチャックを設け
てワークを保持する構成とした主軸移動型旋盤を開発し
た（実公平３−４０４８８号方向参照）。この構成の旋
盤では、ガイドブッシュを使用しない時には、ガイドブ
ッシュが位置していた位置に、主軸先端に取り付けたア
ダプタが位置しており、そのアダプタでワークを保持す
ることにより、ワークを加工位置の近傍で保持でき、ガ
イドブッシュが無い時でも高精度の加工ができるという
効果を有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この旋盤で
はガイドブッシュ無しの加工を行うためには、ガイドブ
ッシュを取り外した後にガイドスリーブを取り付け、且
つ、主軸台に円筒スリーブを取り付けると共に主軸先端
にコレットチャックを備えたアダプタを取り付けるとい
うきわめて面倒な作業を必要とし、メーカー側でないと
この切り替え作業を行うことができず、ユーザー側で簡
単に切り替えて使い分けることができないといった問題
があった。

【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、ガイドブッシュを使用した加工と使用しない加工
とを行うことができ、しかもその切り替えをユーザー側
で容易に行うことの可能な主軸移動型旋盤を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため、ガイドブッシュを備えたガイドブッシュホ
ルダーを取り外し可能とすると共に、そのガイドブッシ
ュがあった位置に主軸先端部を挿入可能な保護穴を備え
たカバー部材を取り付け可能とし、更に、主軸をその先
端部がカバー部材の保護穴内に挿入される位置まで前進
させうるようにしたものである。この構成により、ガイ
ドブッシュを使用しない加工への切り替えを行う場合に
は単にガイドブッシュホルダーをカバー部材と交換する
のみでよく、切り替え作業をきわめて容易にできる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明は、ワークを保持する主軸
と、該主軸を回転可能に保持し、主軸中心線方向に移動
可能な主軸台と、該主軸台を主軸中心線方向に移動させ
るＺ軸駆動手段と、前記主軸の前方に位置し、ワークを
摺動可能に案内するガイドブッシュを備えたガイドブッ
シュホルダーと、そのガイドブッシュホルダーを取り付
ける支持台とを備えた主軸移動型旋盤において、前記ガ
イドブッシュホルダーを前記支持台に対して取り外し可
能な構成とし、更に、前記ガイドブッシュホルダーに代
えて前記支持台に取り付け可能なカバー部材であって、
前記支持台に取り付けた時に、前記ガイドブッシュが位
置していた領域に、主軸の先端部を挿入可能な保護穴が
位置するように保護穴を配した構造のカバー部材を設
け、前記ガイドブッシュホルダーとカバー部材とを交換
することでガイドブッシュを用いた加工及びガイドブッ
シュ無しの加工のいずれにも切り替え可能とし、更に前
記Ｚ軸駆動手段による主軸の移動範囲を、少なくとも前
記主軸の先端部が、前記支持台に取り付けた状態の前記
カバー部材の保護穴に挿入される位置まで移動するよう
に設定設定したことを特徴とする。

【０００８】この構成の旋盤では、ガイドブッシュを使
用した加工状態から使用しない加工状態への切り替えは
単に、ガイドブッシュホルダーを支持台から取り外し、
その代わりにカバー部材を取り付けるのみでよい。ガイ
ドブッシュを使用しない状態での加工の際には、ワーク
を保持した主軸が、ガイドブッシュを使用した場合より
も前に前進し、先端部がカバー部材の保護穴に挿入した
状態となり、そのため加工位置の近傍に主軸の先端部が
位置してワークを保持しており、加工中のワークに生じ
るたわみを小さくして高精度の加工を行うことができ
る。また、カバー部材は内部へのごみ、切粉、切削油等
の侵入を防止する。

【０００９】ここで、前記カバー部材の保護穴の内径
を、その保護穴に挿入される主軸の先端部との間に、
０．０５〜１ｍｍの隙間が形成される寸法に設定し、且
つ前記主軸の先端部の外周面に、先端に向かって広がる
テーパ状の複数のぎざぎざを形成しておくことが好まし
い。このように構成すると、切粉や切削油が主軸の先端
部と保護穴との間の隙間から極めて侵入しにくく、しか
も侵入してきたとしてもぎざぎざのテーパによって外側
（先端側）に排出することができる。

【００１０】

【実施例】以下、図面に示す本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明の実施例になる主軸移動型自動旋盤の
主要部を示す概略断面図であり、（ａ）はガイドブッシ
ュを使用した状態を、（ｂ）はガイドブッシュを使用し
ない状態を示す。図２は図１（ａ）に示す旋盤の概略正
面図、図３は図１に示す旋盤を、ガイドブッシュを使用
しない状態で示す概略断面図、図４は図３に示す旋盤の
主要部の概略断面図である。図１〜図４において、１は
自動旋盤のベッド、２は主軸台、３は主軸である。主軸
台２はベッド１に主軸中心線方向に移動可能に保持され
ている。５は、主軸３に平行に且つベッド１に回転可能
に保持されたＺ軸送りねじ、６はそのＺ軸送りねじ５を
回転駆動するＺ軸サーボモータ、７は主軸台２に取り付
けられ、Ｚ軸送りねじ５に噛み合うナットであり、これ
らは主軸台を主軸中心線方向すなわちＺ軸方向に移動さ
せるＺ軸駆動手段を構成する。

【００１１】図４から良く分かるように、主軸３は内部
にワークＷを収容しるうよう中空構造のものであり、先
端部にワークを固定するための、コレットスリーブ９
ａ、チャック９ｂ、チャックナット９ｃ等からなるコレ
ットチャック９を備えている。主軸３の先端部の外周面
すなわちチャックナット９ｃの外周面には、先端に向か
って広がるテーパ状の複数のぎざぎざ１０が形成されて
いる。この主軸３には、コレットチャック９を開閉する
ためチャック開閉機構及び主軸３を回転させる回転機構
も連結されている。

【００１２】図１〜図４において、主軸台２の前方に
は、支持台１２がベッド１に固定して、或いはベッド１
と一体の部品として設けられている。この支持台１２は
主軸３と同心状の挿入穴１２Ａを有しており、その挿入
穴１２Ａにガイドブッシュホルダー１３〔図１（ａ）、
図２参照〕、又はカバー部材１４〔図１（ａ）、図３、
図４参照〕が挿入され、ボルト１５、１６によって取り
外し可能に固定されている。ガイドブッシュホルダー１
３はガイドブッシュ１７を備えているが、カバー部材１
４はガイドブッシュを備えておらず、その代わりにガイ
ドブッシュ１７に対応する位置に主軸３の先端部のチャ
ックナット９ｃを挿入可能な保護穴１８を備えている。
ここで、カバー部材１４の保護穴１８の内径は、保護穴
１８にチャックナット９ｃを挿入した時両者の間に０．
０３〜０．０５ｍｍの隙間が形成される寸法に作られて
おり、両者間の隙間から切粉や切削油が侵入することを
防止している。また、この隙間から切削油が侵入してき
ても、チャックナット９ｃの外面にぎざぎざ１０を形成
しているので、そのぎざぎざ１０のテーパで侵入してき
た切削油を外側（先端側）に排出することができる。

【００１３】カバー部材１４に形成する保護穴１８の位
置及び長さは、図３、図４に示すように主軸３を加工ス
トロークの後退端に位置させた時にチャックナット９ｃ
の少なくとも一部が保護穴１８内に挿入された状態とな
り、主軸３を前進端に位置させた時には主軸３の先端が
わずかに保護穴１８の外に突出するように定められてい
る。また、主軸３の加工ストロークの後退端の位置（図
３、図４に示す主軸３の位置）は、その主軸３に保持し
たワークＷに対して切削等の加工を行った時にも、ワー
クに大きいたわみが生じて加工精度を低下させるという
ことがあまり無いように、ワークに刃物が加工を行う加
工位置Ｐからあまり遠く離れないように定められる。具
体的には、ワークに要求される加工精度、加工長さ等を
考慮して定めるものであり、例えば、径が１０ｍｍ程度
のワークに対して加工位置Ｐから主軸３の先端までの長
さが４０〜５０ｍｍ程度とすることが好ましい。

【００１４】支持台１２の前面には水平にＸ軸ＬＭガイ
ド２１が設けられ、Ｘ軸スライド２２を、主軸中心線に
直角で且つ水平なＸ軸方向に移動可能に保持している。
更に、そのＸ軸スライド２２の前面には、Ｘ軸方向に直
角な垂直方向に移動可能にＴ軸スライド２４が設けら
れ、そのＴ軸スライド２４に刃物台２５が保持されてい
る。刃物台２５には、ドリル等の端面加工ツール２６を
保持した工具ホルダー２７やバイト等の外径ツール２８
が保持されるようになっている。ここで、端面加工ツー
ル２６や外径ツール２８による加工位置Ｐは、図１
（ａ）に示すように、ガイドブッシュ１７の先端近傍と
なるように定められている。なお、図示は省略している
が、Ｘ軸スライド２２及びＴ軸スライド２４をそれぞれ
Ｘ軸方向、Ｔ軸方向に移動させる駆動手段が設けられて
いる。

【００１５】主軸台２をＺ軸方向に移動させるＺ軸駆動
手段（Ｚ軸送りねじ５、Ｚ軸サーボモータ６等）は、主
軸３の移動範囲が、従来のガイドブッシュを備えた自動
旋盤よりも広くなるように定められている。すなわち、
従来の自動旋盤では主軸３の前進端が図１（ａ）に示す
ガイドブッシュ１７の後端に近接した位置となるように
定められているが、本実施例の旋盤では、それよりも更
に前進し、図１（ｂ）に示すように、主軸３の先端部の
チャックナット９ｃがカバー部材１４の保護穴１７に挿
入され、且つ主軸３の先端が端面加工ツール２６や外径
ツール２８による加工位置Ｐに近接した位置となるよう
に定められている。また、主軸３の後退端は、主軸３の
先端と支持台１２との間に、ガイドブッシュホルダー１
３やカバー部材１４を支持台１２に対して着脱するため
のスペースを形成しうるように定められている。

【００１６】次に、上記構成の主軸移動型旋盤の動作を
説明する。まず、ガイドブッシュを用いた状態で加工を
行う場合には、図１（ａ）に示すように、支持台１２に
ガイドブッシュホルダー１３を取り付けておき、主軸３
に保持されたワークＷをガイドブッシュ１７で案内した
状態で、ガイドブッシュ１７の前方近傍で、端面加工ツ
ール２６や外径ツール２８による所望の加工を行う。こ
の場合には、ガイドブッシュ１７がワークＷの位置を規
制しており、その近傍で加工が行われるため、加工長さ
が長くても常にワークのたわみをガイドブッシュ１７が
防止し、高精度の加工が可能である。

【００１７】次に、ガイドブッシュを用いない加工を行
う場合には、主軸３を後退させた状態で支持台１２から
ガイドブッシュホルダー１３を取り外し、その代わりに
カバー部材１４を取り付ける。これにより切り替え作業
が終了する。この切り替え作業は簡単であるので、ユー
ザー側で容易に実施可能である。

【００１８】次いで、ワークＷを保持した主軸３を図
３、図４に示す位置まで前進させ、その後、加工を開始
する。すなわち、主軸３を回転させながら主軸３を前進
させ、端面加工ツール２６や外径ツール２８による所望
の加工を行う。この際、主軸３の先端は、図１（ａ）に
示すガイドブッシュ１７を使用した場合よりも前進した
位置となっており、加工位置Ｐに近づいているので、ワ
ークＷのたわみが防止され、高精度での加工が行われ
る。また、その主軸３の先端はカバー部材１４の保護穴
１８内に挿入された状態となっているので、切削油や切
粉の侵入が防止されている。かくして、ガイドブッシュ
を使用しない加工、例えば、主軸３を前進させてワーク
の荒削りを行い、次いで、主軸３を後退させた後、再び
前進させてワークの仕上げ加工を行うといった多段階の
加工が可能である。また、このようにガイドブッシュを
使用しない加工を行う場合には、加工材料として安い引
抜材を使用することが可能であり、主軸３の先端を加工
位置Ｐに近い位置まで前進させた状態で加工する場合に
は、ワークにたわみが生じないので真円度の高い加工が
可能であり、更には残材長さを短くして材料を有効に利
用することができる等の利点も得られる。

【００１９】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の主軸移
動型旋盤は、ガイドブッシュを使用した加工及びガイド
ブッシュを取り外したガイドブッシュ無の加工を施すこ
とが可能であり、しかも、ガイドブッシュ有りの加工状
態とガイドブッシュ無の加工状態との間の切り替え作業
は、単にガイドブッシュホルダーとカバー部材とを取り
替えるのみでよいので、きわめて作業が容易であってユ
ーザーでも簡単に実施でき、このため、何時でも、自由
にワークに適する加工方法を採用できるという効果を有
している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例になる主軸移動型自動旋盤の主
要部を示すもので、（ａ）はガイドブッシュを使用した
状態を示す概略断面図、（ｂ）はガイドブッシュを使用
しない状態を示す概略断面図

【図２】図１（ａ）に示す旋盤の概略正面図

【図３】図１に示す旋盤を、ガイドブッシュを使用しな
い状態で示す概略断面図

【図４】図３に示す旋盤の主要部の概略断面図

【符号の説明】

１ ベッド ２ 主軸台 ３ 主軸 ５ Ｚ軸送りねじ ６ Ｚ軸サーボモータ ９ コレットチャック ９ｃ チャックナット １０ ぎざぎざ １２ 支持台 １３ ガイドブッシュホルダー １４ カバー部材 １７ ガイドブッシュ １８ 保護穴 ２６ 端面加工ツール ２８ 外径ツール

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを保持する主軸と、該主軸を回転
   可能に保持し、主軸中心線方向に移動可能な主軸台と、
   該主軸台を主軸中心線方向に移動させるＺ軸駆動手段
   と、前記主軸の前方に位置し、ワークを摺動可能に案内
   するガイドブッシュを備えたガイドブッシュホルダー
   と、そのガイドブッシュホルダーを取り付ける支持台と
   を備えた主軸移動型旋盤において、前記ガイドブッシュ
   ホルダーを前記支持台に対して取り外し可能な構成と
   し、更に、前記ガイドブッシュホルダーに代えて前記支
   持台に取り付け可能なカバー部材であって、前記支持台
   に取り付けた時に、前記ガイドブッシュが位置していた
   領域に、主軸の先端部を挿入可能な保護穴が位置するよ
   うに保護穴を配した構造のカバー部材を設け、前記ガイ
   ドブッシュホルダーとカバー部材とを交換することでガ
   イドブッシュを用いた加工及びガイドブッシュ無しの加
   工のいずれにも切り替え可能とし、更に前記Ｚ軸駆動手
   段による主軸の移動範囲を、少なくとも前記主軸の先端
   部が、前記支持台に取り付けた状態の前記カバー部材の
   保護穴に挿入される位置まで移動するように設定してい
   ることを特徴とする主軸移動型旋盤。
2. 【請求項２】 前記カバー部材の保護穴の内径は、その
   保護穴に挿入された主軸の先端部との間に、０．０３〜
   ０．０５ｍｍの隙間が形成される寸法に設定されてお
   り、前記主軸の先端部の外周面には、先端に向かって広
   がるテーパ状の複数のぎざぎざが形成されていることを
   特徴とする請求項１記載の主軸移動型旋盤。